JP2017197845A - Process for forming silica coating on glass substrate - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an improved chemical vapor deposition process for depositing a silica layer on a glass substrate.SOLUTION: In a chemical vapor deposition process, a glass substrate 8 is prepared, and a gaseous precursor substance mixture containing a silane compound, oxygen, steam of 10% or higher, and a radical scavenger is formed, and the precursor substance mixture is circulated in parallel to the substrate in a direction of the glass substrate 8, and the mixture is reacted on the glass substrate 8, to thereby form a silica coating on the substrate at a vapor deposition rate of about 150 nm/min or higher.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、一般的には、コートガラス物品を形成するための化学蒸着(CVD)プロセ
ス、およびそれにより形成されたコートガラス物品に関する。特に、本発明は、ガラス基
板上にシリカコーティングを形成するためのCVDプロセス、およびシリカコーティング
を有するガラス物品に関する。
The present invention generally relates to chemical vapor deposition (CVD) processes for forming coated glass articles and the coated glass articles formed thereby. In particular, the present invention relates to a CVD process for forming a silica coating on a glass substrate, and a glass article having a silica coating.

ガラス基板上に沈着されるシリカコーティングは既知である。しかし、シリカコーティ
ングの形成用としての既知のプロセスは、沈着プロセスの効率の点で、および/または反
応成分の粉末形成(予備反応)の点で、制限を受けている。従って、ガラス基板上へのシ
リカコーティング形成のための改善プロセスを開発することが目的である。
Silica coatings deposited on glass substrates are known. However, known processes for the formation of silica coatings are limited in terms of the efficiency of the deposition process and / or in terms of powder formation of the reaction components (pre-reaction). Accordingly, it is an object to develop an improved process for forming a silica coating on a glass substrate.

第1の態様では、本発明は、ガラス基板を用意すること、シラン化合物、酸素、水蒸気
、およびラジカル捕捉剤を含むガス状前駆物質混合物を形成すること、ならびにガラス基
板の方向に、基板に平行に前駆物質混合物を流し、ガラス基板の上で混合物を反応させて
基板上にシリカコーティングを形成すること、を含むシリカのコーティングを蒸着する化
学蒸着プロセスを提供する。
In a first aspect, the present invention provides a glass substrate, forms a gaseous precursor mixture comprising a silane compound, oxygen, water vapor, and a radical scavenger, and parallel to the substrate in the direction of the glass substrate. Flowing a precursor mixture and reacting the mixture on a glass substrate to form a silica coating on the substrate.

好ましくは、ガス状前駆物質混合物は、10%以上の水蒸気を含む。好ましくは、ガス
状前駆物質混合物は、40%以上の水蒸気を含む。好ましくは、シリカコーティングは、
約150nm*m/min以上の蒸着速度で形成される。好ましくは、シリカコーティン
グが基板上に形成されるとき、基板の表面は実質的に大気圧である。
Preferably, the gaseous precursor mixture contains 10% or more water vapor. Preferably, the gaseous precursor mixture contains 40% or more water vapor. Preferably, the silica coating is
It is formed at a deposition rate of about 150 nm * m / min or more. Preferably, when the silica coating is formed on the substrate, the surface of the substrate is substantially at atmospheric pressure.

好ましくは、化学蒸着プロセスは、ガラス基板の表面上にスズ酸化物コーティングを蒸着
することをさらに含み、好ましくは、シリカコーティングは、スズ酸化物コーティングの
上に蒸着される。好ましくは、スズ酸化物コーティングは、5nm〜100nmの厚さで
蒸着される。好ましくは、スズ酸化物コーティングは、ハロゲン含有スズ前駆物質化合物
を使って蒸着される。好ましくは、スズ酸化物、および、好ましくは、シリカコーティン
グ、がガラス基板の上に蒸着されるとき、基板の表面は、実質的に大気圧である。
Preferably, the chemical vapor deposition process further comprises depositing a tin oxide coating on the surface of the glass substrate, preferably the silica coating is deposited on the tin oxide coating. Preferably, the tin oxide coating is deposited with a thickness of 5 nm to 100 nm. Preferably, the tin oxide coating is deposited using a halogen-containing tin precursor compound. Preferably, when the tin oxide, and preferably the silica coating, is deposited on the glass substrate, the surface of the substrate is substantially at atmospheric pressure.

好ましくは、ガス状前駆物質混合物は、コーティング装置中に導入される前に形成され
る。好ましくは、ガラス基板は、シリカコーティングが基板の上に蒸着されるとき、約1
100°F(600℃)〜1400°F(750℃)である。
Preferably, the gaseous precursor mixture is formed before being introduced into the coating apparatus. Preferably, the glass substrate is about 1 when the silica coating is deposited on the substrate.
100 ° F (600 ° C) to 1400 ° F (750 ° C).

好ましくは、シリカコーティングが蒸着されるとき、ガラス基板は動いている。好まし
くは、ガラス基板は、125in/min(3.175m/min)〜600in/mi
n(15.24m/min)の速度で動いている。
Preferably, the glass substrate is moving when the silica coating is deposited. Preferably, the glass substrate is 125 in / min (3.175 m / min) to 600 in / mi.
It is moving at a speed of n (15.24 m / min).

好ましくは、ガス状前駆物質混合物は、50%〜98%の水蒸気を含む。好ましくは、
ガス状前駆物質混合物は、4:1を越える比率の酸素およびシラン化合物を含む。
Preferably, the gaseous precursor mixture contains 50% to 98% water vapor. Preferably,
The gaseous precursor mixture contains oxygen and silane compounds in a ratio exceeding 4: 1.

さらなる態様では、本発明は、シリカコーティングを蒸着する化学蒸着プロセスを提供
し、本プロセスは、シリカコーティングが蒸着される表面を有するガラス基板を動かす機
能を用意するステップ、ガラス基板の表面にスズ酸化物コーティングを蒸着するステップ
、ガス状シラン化合物、酸素、ラジカル捕捉剤および水蒸気を混合してガス状前駆物質混
合物を形成するステップ、ガス状前駆物質混合物をガラス基板のスズ酸化物コート表面の
方向に、その表面に平行に流すステップ、コート基板表面、またはその近傍で混合物を反
応させてその表面上にシリカコーティングを形成するステップ、およびコートガラス基板
を室温に冷却するステップ、を含む。
In a further aspect, the present invention provides a chemical vapor deposition process for depositing a silica coating, the process comprising providing a function of moving a glass substrate having a surface on which the silica coating is deposited, tin oxidation on the surface of the glass substrate. Depositing a metal coating, mixing a gaseous silane compound, oxygen, radical scavenger and water vapor to form a gaseous precursor mixture, and moving the gaseous precursor mixture toward the tin oxide coating surface of the glass substrate Flowing parallel to the surface; reacting the mixture at or near the coated substrate surface to form a silica coating on the surface; and cooling the coated glass substrate to room temperature.

好ましくは、ガラス基板の表面は、スズ酸化物および、好ましくは、シリカコーティン
グがその表面上に蒸着されるとき、実質的に大気圧である。
Preferably, the surface of the glass substrate is substantially at atmospheric pressure when the tin oxide and, preferably, the silica coating is deposited on the surface.

好ましくは、スズ酸化物コーティングは、5nm〜100nmの厚さで、好ましくは、
ガラス基板の表面上に直接蒸着される。好ましくは、スズ酸化物コーティングは、ハロゲ
ン含有スズ前駆物質化合物を使って蒸着される。
Preferably, the tin oxide coating is 5 nm to 100 nm thick, preferably
It is directly deposited on the surface of the glass substrate. Preferably, the tin oxide coating is deposited using a halogen-containing tin precursor compound.

好ましくは、ガラス基板は、シリカコーティングが基板上に蒸着されるとき、約110
0°F(600℃)〜1400°F(750℃)である。好ましくは、ガラス基板は、1
25in/min〜600in/minの速度で動いている。
Preferably, the glass substrate is about 110 when the silica coating is deposited on the substrate.
It is 0 ° F (600 ° C) to 1400 ° F (750 ° C). Preferably, the glass substrate is 1
It moves at a speed of 25 in / min to 600 in / min.

好ましくは、スズ酸化物およびシリカコーティングは、ガラス基板上に2つの別々のコ
ーティング層を形成する。好ましくは、ガス状前駆物質混合物は、10%を越える水蒸気
を含む。
Preferably, the tin oxide and silica coating forms two separate coating layers on the glass substrate. Preferably, the gaseous precursor mixture contains more than 10% water vapor.

本明細書記載の全ての特徴は、上記態様のいずれか1つと、任意の組み合わせで組み合
わせることが可能である。
All features described herein can be combined in any combination with any one of the above aspects.

シリカコーティングを蒸着するための化学蒸着プロセスが提供される。   A chemical vapor deposition process is provided for depositing a silica coating.

ある実施形態では、本プロセスは、ガラス基板を用意することを含む。また、本プロセ
スは、シラン化合物、酸素、水蒸気、およびラジカル捕捉剤を含むガス状前駆物質混合物
を形成することを含む。本プロセスは、前駆物質混合物をガラス基板の方向に、基板に沿
って平行に流し、ガラス基板上で混合物を反応させて基板上にシリカコーティングを形成
することを含む。
In certain embodiments, the process includes providing a glass substrate. The process also includes forming a gaseous precursor mixture that includes a silane compound, oxygen, water vapor, and a radical scavenger. The process includes flowing the precursor mixture in the direction of the glass substrate, parallel along the substrate, and reacting the mixture on the glass substrate to form a silica coating on the substrate.

別の実施形態では、本プロセスは、ガラス基板を動かす機能の用意を含む。ガラス基板
は、シリカコーティングが蒸着される表面を有する。また、本プロセスは、ガラス基板の
表面上にスズ酸化物コーティングを蒸着することを含む。ガス状シラン化合物、酸素、ラ
ジカル捕捉剤および水蒸気は、混合されてガス状前駆物質混合物を形成する。また、本プ
ロセスは、ガラス基板のスズ酸化物コート表面の方向に、表面に平行にガス状前駆物質混
合物を流してコート基板表面またはその近傍で混合物を反応させ、シリカコーティングを
その表面上に形成し、コートガラス基板を室温に冷却することを含む。
In another embodiment, the process includes provision of a function to move the glass substrate. The glass substrate has a surface on which a silica coating is deposited. The process also includes depositing a tin oxide coating on the surface of the glass substrate. The gaseous silane compound, oxygen, radical scavenger and water vapor are mixed to form a gaseous precursor mixture. This process also allows the gaseous precursor mixture to flow in the direction of the tin oxide coated surface of the glass substrate in parallel with the surface to react the mixture at or near the coated substrate surface to form a silica coating on the surface. And cooling the coated glass substrate to room temperature.

当業者なら、本発明の上記、ならびに他の利点は、付随する図を踏まえて考慮すれば、
次の詳細説明から容易に明らかとなろう。
Those skilled in the art will appreciate the above and other advantages of the present invention in view of the accompanying figures.
It will be readily apparent from the following detailed description.

フロートガラス製造プロセスの模式図である。It is a schematic diagram of a float glass manufacturing process.

発明の詳細な説明
本発明は、明示的に反対のことが指定される場合を除いて、代わりの種々の向き、および
ステップの順序を想定することが可能であることを理解されよう。また、添付図で示され
、次の明細書で説明される特定の物品およびプロセスは、単に、本発明の概念の代表的実
施形態に過ぎないことも理解されよう。従って、明示的に別段の定めをした場合を除き、
開示実施形態に関連する特定の寸法、方向、またはその他の物理的特性は、限定するもの
と見なされるべきではない。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION It will be understood that the invention may assume various alternative orientations and order of steps, unless explicitly stated to the contrary. It will also be understood that the specific articles and processes shown in the accompanying drawings and described in the following specification are merely exemplary embodiments of the inventive concepts. Therefore, unless explicitly stated otherwise,
Certain dimensions, orientations, or other physical characteristics associated with the disclosed embodiments should not be considered limiting.

特定の実施形態では、太陽電池の製造におけるスーパーストレートとして使用するため
のコートガラス物品が記載される。しかし、コートガラス物品は、また、当業者には、太
陽電池製造における基板としても利用可能であることも理解されよう。さらに、本明細書
記載のコートガラス物品は、太陽電池への適用に限定されない。例えば、コートガラス物
品は、建築用グレージング、電子機器に利用でき、および/または、自動車および航空宇
宙へ適用できる。
In certain embodiments, a coated glass article for use as a superstrate in the manufacture of solar cells is described. However, it will also be appreciated by those skilled in the art that the coated glass article can also be used as a substrate in solar cell manufacturing. Furthermore, the coated glass article described herein is not limited to application to solar cells. For example, coated glass articles can be used in architectural glazing, electronics, and / or applied to automobiles and aerospace.

ある実施形態では、シリカコーティングの蒸着用CVDプロセスが提供される。本プロ
セスの実施形態の非制限的特徴は、商業的に実用可能な蒸着速度でシリカコーティングの
蒸着が可能なことである。例えば、特定の実施形態では、シリカコーティングは、約15
0nm*m/min.以上の蒸着速度で蒸着できる。
In certain embodiments, a CVD process for deposition of a silica coating is provided. A non-limiting feature of this process embodiment is the ability to deposit silica coatings at commercially practical deposition rates. For example, in certain embodiments, the silica coating is about 15
0 nm * m / min. Vapor deposition can be performed at the above deposition rate.

本明細書で定義されるシリカコーティングは、主に、シリコンおよび酸素を含み、場合
によっては、微量の混入物、例えば、炭素を含むコーティングである。好ましい実施形態
では、シリカコーティングは、化学量論的にシリコンジオキシド(SiO)である。し
かし、わずかに酸素欠損のシリカコーティングが生成されてもよく、使用可能である。従
って、シリカコーティングは、化学量論に近い適切なものであってもよい。
A silica coating as defined herein is a coating that contains primarily silicon and oxygen, and in some cases, trace amounts of contaminants such as carbon. In a preferred embodiment, the silica coating is stoichiometrically silicon dioxide (SiO 2 ). However, a slightly oxygen deficient silica coating may be produced and can be used. Thus, the silica coating may be suitable close to stoichiometry.

ある実施形態では、CVDプロセスは、ガラス基板を用意することを含む。本プロセス
は、ガラス基板の製造と同時に行うこともできる。この実施形態では、ガラス基板は、よ
く知られたフロートガラス製造プロセスを利用して形成できる。フロートガラス製造プロ
セスの一例は、図1に示されている。この実施形態では、ガラス基板は、ガラスリボン8
であってもよい。しかし、本プロセスは、フロートガラス製造プロセスとは別に、または
基板の形成および/または切断などのその後の処理のかなり後で利用することもできるこ
とを理解されたい。
In certain embodiments, the CVD process includes providing a glass substrate. This process can also be performed simultaneously with the production of the glass substrate. In this embodiment, the glass substrate can be formed utilizing a well-known float glass manufacturing process. An example of a float glass manufacturing process is shown in FIG. In this embodiment, the glass substrate is a glass ribbon 8.
It may be. However, it should be understood that the process can be utilized separately from the float glass manufacturing process or well after subsequent processing such as substrate formation and / or cutting.

好ましくは、ガラス基板は、シリカコーティングの形成の時点で動いている。従って、
特定の実施形態では、本プロセスは、動的蒸着プロセスである。さらに、ある実施形態で
は、ガラス基板の温度は、シリカコーティングが基板の上に蒸着されるとき、約1100
°F(600℃)〜1400°F(750℃)である。
Preferably, the glass substrate is moving at the time of formation of the silica coating. Therefore,
In certain embodiments, the process is a dynamic deposition process. Further, in certain embodiments, the temperature of the glass substrate is about 1100 when the silica coating is deposited on the substrate.
It is ° F (600 ° C) to 1400 ° F (750 ° C).

ある実施形態では、ガラス基板は、ソーダ−石灰−シリカガラスである。この実施形態
では、ガラス基板は、実質的に透明であってよい。しかし、半透明ガラス基板も、本プロ
セスの実施に利用できるので、本プロセスは、透明ガラス基板の使用に限定されない。さ
らに、基板の透明度は、ガラス基板の組成および厚さによって変わってもよい。従って、
例えば、本プロセスは、透明、青色、緑色、灰色、および青銅色ガラス基板を使って実施
できるので、本プロセスは、ガラス基板の組成または厚さに限定されない。さらに、種々
の吸収特性を有するガラス基板を利用して、本プロセスを実施できる。例えば、低鉄含量
のガラス基板を利用するのは好ましいであろう。
In some embodiments, the glass substrate is soda-lime-silica glass. In this embodiment, the glass substrate may be substantially transparent. However, since a translucent glass substrate can also be used for carrying out the process, the process is not limited to the use of a transparent glass substrate. Furthermore, the transparency of the substrate may vary depending on the composition and thickness of the glass substrate. Therefore,
For example, the process is not limited to the composition or thickness of the glass substrate because the process can be performed using transparent, blue, green, gray, and bronze glass substrates. Furthermore, this process can be carried out using glass substrates having various absorption characteristics. For example, it may be preferable to utilize a glass substrate with a low iron content.

また、本プロセスは、ガス状前駆物質混合物を形成することを含む。前駆物質混合物は
、実質的に大気圧でシリカコーティングを形成するのに適する前駆物質を含んでもよい。
このような材料は、ある時点で液体または固体であってもよいが、揮発性であり、蒸発し
て、前駆物質混合物として使用するためにガス状前駆物質を形成できる。
The process also includes forming a gaseous precursor mixture. The precursor mixture may include precursors suitable for forming a silica coating at substantially atmospheric pressure.
Such materials may be liquid or solid at some point, but are volatile and can evaporate to form a gaseous precursor for use as a precursor mixture.

ガス状前駆物質混合物は、シラン化合物を含む。ある実施形態では、シラン化合物は、
モノシラン(SiH)であってよい。しかし、その他のシラン化合物も本プロセスの実
施での使用に適するので、本プロセスは、モノシランに限定されない。
The gaseous precursor mixture includes a silane compound. In some embodiments, the silane compound is
It may be monosilane (SiH 4 ). However, the process is not limited to monosilane, since other silane compounds are also suitable for use in carrying out the process.

また、ガス状前駆物質混合物は、酸素を含む。ある実施形態では、酸素(O)は、空
気などのガス状組成物の一部として提供されてもよい。別の実施形態では、酸素は、実質
的に精製された形態で供給される。いずれの実施形態でも、酸素は、分子酸素の形である
The gaseous precursor mixture also includes oxygen. In certain embodiments, oxygen (O 2 ) may be provided as part of a gaseous composition such as air. In another embodiment, the oxygen is provided in a substantially purified form. In either embodiment, the oxygen is in the form of molecular oxygen.

通常、シラン化合物のみを含むガス状前駆物質流のCVDによる蒸着は、基板上に無定
形シリコンコーティングを生成する。しかし、シラン化合物は自然発火性である場合があ
り、単独の酸素が自然発火性のシラン化合物に加えられると、シリカが生成されるが、極
めて大きい速度で生成され、爆発反応を生ずる。このような爆発反応を防ぐ既知の方法で
は、コーティングが非常に低速で、商業的に非実用的な速度の蒸着となり、典型的な例で
は、受け入れがたいほどの薄層を生ずる。また、既知の方法は、濃度が高すぎると、成分
のガス相反応が生じ、薄膜が生成されないので、反応混合物中に含めることができるシラ
ンおよび酸素の量が制限される。従って、ガス状前駆物質混合物は、ラジカル捕捉剤を含
む。
Typically, CVD deposition of a gaseous precursor stream containing only a silane compound produces an amorphous silicon coating on the substrate. However, silane compounds may be pyrophoric, and when single oxygen is added to the pyrophoric silane compound, silica is produced, but is produced at a very high rate, causing an explosion reaction. Known methods to prevent such explosive reactions result in coatings that are very slow and result in commercially impractical rates of deposition, which typically results in unacceptable thin layers. Also, the known methods limit the amount of silane and oxygen that can be included in the reaction mixture because, if the concentration is too high, gas phase reactions of the components occur and no thin film is formed. Thus, the gaseous precursor mixture includes a radical scavenger.

ラジカル捕捉剤の存在は、本プロセス操作温度で発火および早発反応を起こすことなく
シラン化合物を酸素と予備混合可能とする。ラジカル捕捉剤は、ガラス基板上のCVD反
応の動力学の制御をさらに提供し、最適化を可能とする。ある実施形態では、ラジカル捕
捉剤は、炭化水素ガスである。好ましくは、炭化水素ガスは、エチレン(C)また
はプロピレン(C)である。米国特許第5,798,142号は、シラン、酸素、
ラジカル捕捉剤およびキャリアガスを組み合わせて前駆物質混合物を形成することによる
シリカコーティングの形成に関し教示している(この特許は参照によりその全体が本明細
書に組み込まれる)。
The presence of the radical scavenger allows the silane compound to be premixed with oxygen without ignition and premature reaction at the process operating temperature. The radical scavenger further provides control of the kinetics of the CVD reaction on the glass substrate and allows optimization. In certain embodiments, the radical scavenger is a hydrocarbon gas. Preferably, the hydrocarbon gas is ethylene (C 2 H 4 ) or propylene (C 3 H 6 ). US Pat. No. 5,798,142 describes silane, oxygen,
It teaches the formation of a silica coating by combining a radical scavenger and a carrier gas to form a precursor mixture (this patent is incorporated herein by reference in its entirety).

ガス状前駆物質混合物は、水蒸気を含む。本プロセスは、前駆物質混合物中の水蒸気の
濃度により限定されることはないが、高濃度の水蒸気の添加により、例えば、酸化体とし
ての分子酸素単独の場合より高いシリカコーティング蒸着速度が実現されることが発見さ
れた。従って、ある実施形態では、ガス状前駆物質混合物は、約10%以上の水蒸気を含
む。別の実施形態では、ガス状前駆物質混合物は、10%を越える水蒸気を含む。さらに
、前駆物質混合物中に、例えば、約20%を越える、さらに高い濃度の水蒸気を含む特定
の実施形態では、非常に大きな蒸着速度の増加が実現されることが発見された。またさら
なる実施形態では、前駆物質混合物は、さらに高い割合の水蒸気を含む。例えば、前駆物
質混合物は、40%を越える水蒸気を含んでもよい。好ましくは、この実施形態では、前
駆物質混合物は、50%〜98%の水蒸気を、また、さらにより好ましくは、50%〜9
0%の水蒸気を含む。前駆物質ガス混合物中への水蒸気の包含により得られる利益には、
12nm/secまたは約150nm*m/min以上のオーダーの動的蒸着速度が含ま
れる。
The gaseous precursor mixture includes water vapor. The process is not limited by the concentration of water vapor in the precursor mixture, but the addition of a high concentration of water vapor achieves a higher silica coating deposition rate than, for example, molecular oxygen alone as the oxidant. It was discovered. Thus, in certain embodiments, the gaseous precursor mixture comprises about 10% or more water vapor. In another embodiment, the gaseous precursor mixture comprises greater than 10% water vapor. Furthermore, it has been discovered that in certain embodiments involving higher concentrations of water vapor, for example, greater than about 20%, in the precursor mixture, a very large deposition rate increase is achieved. In still further embodiments, the precursor mixture includes a higher proportion of water vapor. For example, the precursor mixture may contain more than 40% water vapor. Preferably, in this embodiment, the precursor mixture contains 50% to 98% water vapor, and even more preferably 50% to 9%.
Contains 0% water vapor. Benefits obtained by including water vapor in the precursor gas mixture include:
Dynamic deposition rates on the order of 12 nm / sec or about 150 nm * m / min or higher are included.

ある実施形態では、ガス状前駆物質混合物は、モノシラン、酸素、水蒸気およびエチレ
ンを含む。この実施形態では、ガス状前駆物質混合物は、約0.19%以上のモノシラン
、約0.4〜0.8%以上の酸素、約10%以上の水蒸気、および約1.1%以上のエチ
レンを含むことができる。またさらに好ましくは、この実施形態では、前駆物質混合物は
、約0.21%以上のモノシラン、0.8%以上の酸素、約40%以上の水蒸気、および
約1.2%以上のエチレンを含むことができる。さらなる実施形態では、前駆物質混合物
は、約0.19%〜約1.2%のモノシラン、0.8%〜約4.8%の酸素、約40%以
上の水蒸気、および約1.1%〜約7.2%のエチレンを含むことができる。
In certain embodiments, the gaseous precursor mixture includes monosilane, oxygen, water vapor, and ethylene. In this embodiment, the gaseous precursor mixture comprises about 0.19% or more monosilane, about 0.4 to 0.8% or more oxygen, about 10% or more water vapor, and about 1.1% or more ethylene. Can be included. Even more preferably, in this embodiment, the precursor mixture comprises about 0.21% or more monosilane, 0.8% or more oxygen, about 40% or more water vapor, and about 1.2% or more ethylene. be able to. In a further embodiment, the precursor mixture comprises about 0.19% to about 1.2% monosilane, 0.8% to about 4.8% oxygen, about 40% or more water vapor, and about 1.1%. Up to about 7.2% ethylene.

従って、特定の本プロセスの実施形態では、前駆物質混合物中の酸素対シラン化合物の
比率は、約4:1以上であってもよい。しかし、他の本プロセスの実施形態では、前駆物
質混合物が、高濃度の水蒸気、およびより高濃度の酸素を含むのが好ましいであろう。前
駆物質混合物中の高濃度の水蒸気およびより高濃度の酸素は、シリカコーティングの蒸着
速度の増加をもたらし、シリカコーティングの蒸着中に生成される反応副産物の量を減ら
すことができる。従って、ある実施形態では、前駆物質混合物は、約7:1以上の酸素対
シラン化合物比率の酸素を含むことができる。さらなる実施形態では、前駆物質混合物は
、約10:1以上の酸素対シラン化合物の比率の酸素を含むことができる。またさらなる
実施形態では、前駆物質混合物は、約20:1以上の酸素対シラン化合物比率の酸素を含
むことができる。また、水蒸気およびエチレンもまた、上述の割合で、これらの実施形態
の前駆物質混合物中に含まれることも理解されたい。
Thus, in certain present process embodiments, the ratio of oxygen to silane compound in the precursor mixture may be about 4: 1 or greater. However, in other present process embodiments, it may be preferred that the precursor mixture comprises a high concentration of water vapor and a higher concentration of oxygen. High concentrations of water vapor and higher concentrations of oxygen in the precursor mixture can result in an increased deposition rate of the silica coating and can reduce the amount of reaction by-products generated during the deposition of the silica coating. Thus, in some embodiments, the precursor mixture can include an oxygen to silane compound ratio of about 7: 1 or greater. In a further embodiment, the precursor mixture can include oxygen in a ratio of oxygen to silane compound of about 10: 1 or greater. In yet a further embodiment, the precursor mixture can include an oxygen to silane compound ratio of about 20: 1 or greater oxygen. It should also be understood that water vapor and ethylene are also included in the precursor mixture of these embodiments in the proportions described above.

好ましくは、図1に示すような特定の実施形態では、前駆物質混合物は、シリカコーテ
ィング形成の前にコーティング装置9中に導入される。この実施形態では、前駆物質がコ
ーティング装置9中に導入される前に、前駆物質混合物が形成されてもよい。この実施形
態では、前駆物質は、ガス混合チャンバーまたはその類い中で混合されてガス状前駆物質
混合物を形成できる。例えば、前駆物質は、コーティング装置9の入口に連結された供給
経路中で混合できる。他の実施形態では、前駆物質混合物は、コーティング装置9内で形
成できる。本プロセスを実施するのに適するコーティング装置の説明は、米国特許出願第
13/426,697号および米国特許第4,922,853号中で見つけることができ
る。これらの特許の全開示は、参照によって組み込まれる。
Preferably, in certain embodiments as shown in FIG. 1, the precursor mixture is introduced into the coating apparatus 9 prior to silica coating formation. In this embodiment, the precursor mixture may be formed before the precursor is introduced into the coating apparatus 9. In this embodiment, the precursors can be mixed in a gas mixing chamber or the like to form a gaseous precursor mixture. For example, the precursor can be mixed in a supply path connected to the inlet of the coating apparatus 9. In other embodiments, the precursor mixture can be formed in the coating apparatus 9. A description of coating equipment suitable for carrying out the process can be found in US patent application Ser. No. 13 / 426,697 and US Pat. No. 4,922,853. The entire disclosure of these patents is incorporated by reference.

また、本プロセスは、前駆物質混合物をガラス基板の方向で、基板に平行に流すこと、
およびガラス基板上で混合物を反応させて、基板上にシリカコーティングを形成すること
を含む。前駆物質混合物は、好ましくは、層流で、ガラス基板の方向で、基板に平行に、
誘導される。また、前駆物質混合物は、好ましくは、ガラス基板が所定の速度、例えば、
125in/min(3.175m/min)を越える速度で、動いている間に、ガラス
基板表面またはその近傍で反応し、シリカコーティングを形成する。別の実施形態では、
ガラス基板は、125in/min〜600in/min(15.24m/min)の速
度で動いている。
The process also involves flowing the precursor mixture in the direction of the glass substrate and parallel to the substrate,
And reacting the mixture on a glass substrate to form a silica coating on the substrate. The precursor mixture is preferably laminar, in the direction of the glass substrate, parallel to the substrate,
Be guided. Also, the precursor mixture preferably has a glass substrate at a predetermined speed, for example,
While moving at a speed in excess of 125 in / min (3.175 m / min), it reacts at or near the glass substrate surface to form a silica coating. In another embodiment,
The glass substrate is moving at a speed of 125 in / min to 600 in / min (15.24 m / min).

上で考察のように、本プロセスは、よく知られたフロートガラス製造プロセスにおける
ガラス基板の製造と同時に行うことができる。フロートガラス製造プロセスは、典型的な
例では、本明細書で説明され、図1で示されるフロートガラス設備10を利用して行われ
る。しかし、図1は、このような設備の例示であり、本発明を限定するものではないこと
は理解されたい。
As discussed above, the process can be performed simultaneously with the manufacture of the glass substrate in a well-known float glass manufacturing process. The float glass manufacturing process is typically performed utilizing the float glass facility 10 described herein and shown in FIG. However, it should be understood that FIG. 1 is illustrative of such equipment and is not intended to limit the present invention.

さらに具体的には、フロートガラス設備10は、熔解炉から、溶融ガラス19を、ガラ
ス基板が形成されるフロートバス部11に送り出すカナル(canal)部20を含む。
この実施形態では、ガラス基板は、ガラスリボン8と呼ばれる。ガラスリボン8は、シリ
カコーティングが蒸着されるのに好ましい基板である。しかし、ガラス基板は、ガラスリ
ボン8であることに限定されないことを、理解されたい。
More specifically, the float glass facility 10 includes a canal unit 20 that sends a molten glass 19 from a melting furnace to a float bath unit 11 on which a glass substrate is formed.
In this embodiment, the glass substrate is called a glass ribbon 8. Glass ribbon 8 is a preferred substrate on which a silica coating is deposited. However, it should be understood that the glass substrate is not limited to being a glass ribbon 8.

ガラスリボン8は、バス部11から隣接の徐冷炉(annealing lehr)1
2および冷却部13へと進む。フロートバス部11は、溶融スズ15のバスが内部に収容
されている炉底部14、ルーフ16、対向側壁(図示せず)および端壁17を含む。ルー
フ16、側壁および端壁17は、一緒に、非酸化性雰囲気が維持されて溶融スズ15の酸
化を防ぐ囲壁を画定する。
The glass ribbon 8 is connected to the adjacent annealing furnace 1 from the bus 11.
2 and the cooling unit 13. The float bath portion 11 includes a furnace bottom portion 14 in which a bath of molten tin 15 is accommodated, a roof 16, an opposite side wall (not shown), and an end wall 17. The roof 16, side walls and end walls 17 together define a surrounding wall in which a non-oxidizing atmosphere is maintained to prevent oxidation of the molten tin 15.

操作中、溶融ガラス19は、制御された量で、カナル20に沿って調節トウィール(t
weel)21の下を下方に向かい、スズバス15の表面上へと流れる。溶融スズ表面上
では、溶融ガラス19が、重力と表面張力の作用ならびに特定の機械的な作用で横方向に
広がり、さらに、スズバス15を通過して進み、ガラスリボン8を形成する。ガラスリボ
ン8は、バス部11からリフトアウトロール22の上を越えて取り出され、その後、整列
されたロール上を徐冷炉12および冷却部13を通って搬送される。シリカコーティング
の蒸着は、フロートバス部11で行うのが好ましいが、ガラス製造ラインの後の方、例え
ば、フロートバス11と徐冷炉12の間の隙間28、または徐冷炉12中で蒸着を行うこ
とも可能である。
During operation, the molten glass 19 is controlled in a controlled amount along the canal 20 with the adjusting twill (t
(weel) 21 downward and flows onto the surface of the tin bath 15. On the surface of the molten tin, the molten glass 19 spreads laterally by the action of gravity and surface tension as well as a specific mechanical action, and further proceeds through the tin bath 15 to form the glass ribbon 8. The glass ribbon 8 is taken out from the bus unit 11 over the lift-out roll 22 and then conveyed through the slow cooling furnace 12 and the cooling unit 13 on the aligned rolls. The silica coating is preferably deposited in the float bath section 11, but can also be deposited in the gap 28 between the float bath 11 and the slow cooling furnace 12, or in the slow cooling furnace 12 later in the glass production line. It is.

シリカコーティングは、好ましくは、実質的に大気圧で形成される。従って、フロート
バス部11、徐冷炉12、および/またはフロートバス11および徐冷炉12の間の隙間
28の圧力は、実質的に大気圧であってよい。しかし、本プロセスは、大気中CVDプロ
セスに限定されない。従って、シリカコーティングは、低圧力条件化で形成してもよい。
The silica coating is preferably formed at substantially atmospheric pressure. Accordingly, the pressure in the float bath portion 11, the slow cooling furnace 12, and / or the gap 28 between the float bath 11 and the slow cooling furnace 12 may be substantially atmospheric pressure. However, the process is not limited to atmospheric CVD processes. Thus, the silica coating may be formed under low pressure conditions.

フロートバス部11では、適切な非酸化性雰囲気、通常、窒素または窒素が主成分の窒
素と水素の混合物が維持され、フロートバスを構成する溶融スズ15の酸化を防ぐ。雰囲
気ガスは、操作可能なように分配マニホルド24に連結された導管23を通って導入され
る。非酸化性ガスは、正常損失を補い、環境大気圧より約0.001〜約0.01気圧の
オーダーのわずかに陽圧を維持するのに十分な速度で導入され、それにより、外部雰囲気
の侵入を防ぐ。本発明の目的に対しては、上記圧力範囲は、標準気圧であると見なせる。
In the float bath 11, an appropriate non-oxidizing atmosphere, usually nitrogen or a mixture of nitrogen and hydrogen containing nitrogen as a main component, is maintained to prevent oxidation of the molten tin 15 constituting the float bath. Ambient gas is introduced through a conduit 23 that is operably connected to the distribution manifold 24. The non-oxidizing gas is introduced at a rate sufficient to compensate for normal losses and to maintain a slight positive pressure on the order of about 0.001 to about 0.01 atmosphere from the ambient atmospheric pressure, thereby reducing the external atmosphere. Prevent intrusion. For the purposes of the present invention, the pressure range can be considered as standard pressure.

フロートバス11およびの所望の温度設定を維持するための熱は、囲壁内の輻射ヒータ
ー25により供給される。炉12内の雰囲気は、典型的な例では、大気であり、冷却部1
3は、囲まれていないので、従って、ガラスリボン8は、雰囲気中に開放されている。コ
ーティング層の形成後、コートガラス基板は、引き続いて、室温に冷却される。コートガ
ラス基板を冷却するために、冷却部13中のファン26などにより、外気をガラスリボン
8の方向に向けることができる。また、ヒーター(図示せず)を、徐冷炉12内に備え、
全体が搬送される間の所定の設定に従って、ガラスリボン8の温度を徐々に下げることを
可能とする。
Heat for maintaining the desired temperature setting of the float bath 11 is supplied by a radiant heater 25 in the enclosure. In a typical example, the atmosphere in the furnace 12 is air, and the cooling unit 1
Since 3 is not surrounded, the glass ribbon 8 is thus open to the atmosphere. After forming the coating layer, the coated glass substrate is subsequently cooled to room temperature. In order to cool the coated glass substrate, the outside air can be directed toward the glass ribbon 8 by the fan 26 in the cooling unit 13 or the like. Also, a heater (not shown) is provided in the slow cooling furnace 12,
The temperature of the glass ribbon 8 can be gradually lowered according to a predetermined setting while the whole is conveyed.

ある実施形態では、コーティング装置9は、ガス状前駆物質ガス混合物をガラス基板の
方向に、基板に平行に向かわせる機能が設けられている。コーティング装置9は、1つま
たは複数のガス分配ビーム(gas distributor beam)を含んでもよ
い。複数のコーティング装置、従って、追加のガス分配ビームにより、前駆物質が供給さ
れて、ガラス基板上に追加のコーティング層を形成できることを理解されたい。特定の実
施形態では、コーティング装置9は、好ましくは、フロートバス部11、徐冷炉12内、
および/またはフロートバス11と徐冷炉12の間の隙間28中に供給され、ガラス基板
全体に横方向に広がる。必要なシリカコーティングの厚さに応じて、本プロセスにより形
成されるシリカコーティングは、複数のシリカコーティング層を連続的に形成することに
より蒸着できる。しかし、本プロセスにより提供される改善によって、単一層コーティン
グ装置のみでシリカコーティングの形成に充分な場合もある。
In an embodiment, the coating apparatus 9 is provided with the function of directing the gaseous precursor gas mixture in the direction of the glass substrate and parallel to the substrate. The coating apparatus 9 may include one or more gas distributor beams. It should be understood that multiple coating devices, and therefore additional gas distribution beams, can supply the precursor to form an additional coating layer on the glass substrate. In a specific embodiment, the coating apparatus 9 is preferably a float bath unit 11, a slow cooling furnace 12,
And / or supplied into the gap 28 between the float bath 11 and the slow cooling furnace 12 and spreads laterally over the entire glass substrate. Depending on the required silica coating thickness, the silica coating formed by the present process can be deposited by successively forming multiple silica coating layers. However, the improvements provided by the present process may be sufficient to form a silica coating with only a single layer coating apparatus.

本プロセスにより、高品質シリカコーティングのガラス基板上への蒸着が得られる。あ
る実施形態では、シリカコーティングは、熱分解性コーティングである。別の実施形態で
は、シリカコーティングは、ガラス基板上に直接形成される。しかし、本プロセスの最大
のコーティング成長速度は、シリカコーティングが前に蒸着されたスズ酸化物コーティン
グ(SnO)上に直接形成された場合に達成される。従って、ある実施形態では、シリ
カコーティングは、スズ酸化物コーティング上に直接形成される。この実施形態では、ス
ズ酸化物コーティングは、ガラス基板の表面上に前もって蒸着されている。従って、シリ
カコーティングが蒸着されるスズ酸化物コーティングは、ガラス基板上に直接蒸着できる
This process results in the deposition of a high quality silica coating on a glass substrate. In certain embodiments, the silica coating is a pyrolytic coating. In another embodiment, the silica coating is formed directly on the glass substrate. However, the maximum coating growth rate of the process is achieved when the silica coating is formed directly on the previously deposited tin oxide coating (SnO 2 ). Thus, in certain embodiments, the silica coating is formed directly on the tin oxide coating. In this embodiment, the tin oxide coating has been previously deposited on the surface of the glass substrate. Thus, the tin oxide coating on which the silica coating is deposited can be deposited directly on the glass substrate.

スズ酸化物コーティングは、シリカコーティングの直前に形成してもよい。ある実施形
態では、スズ酸化物コーティングは、フロートガラス製造プロセスと同時に形成できる。
しかし、スズ酸化物コーティングは、別の製造プロセスを利用しても形成できることを理
解されたい。スズ酸化物コーティングがフロートガラス製造プロセスと同時に形成される
場合は、スズ酸化物コーティングは、コーティング装置9Aを使って、および/または実
質的に大気圧下で、化学蒸着により蒸着できる。これらの実施形態では、スズ酸化物コー
ティングの蒸着は、好ましくは、フロートバス部11で行われる。しかし、スズ酸化物コ
ーティングは、別の蒸着プロセスを利用して、低圧力条件下で、コーティング装置を使わ
ずに形成できることは理解されよう。
The tin oxide coating may be formed just before the silica coating. In certain embodiments, the tin oxide coating can be formed simultaneously with the float glass manufacturing process.
However, it should be understood that the tin oxide coating can be formed using other manufacturing processes. If the tin oxide coating is formed simultaneously with the float glass manufacturing process, the tin oxide coating can be deposited by chemical vapor deposition using the coating apparatus 9A and / or at substantially atmospheric pressure. In these embodiments, the deposition of the tin oxide coating is preferably performed in the float bath section 11. However, it will be appreciated that the tin oxide coating can be formed using a different deposition process under low pressure conditions and without using a coating apparatus.

ある実施形態では、スズ酸化物コーティングは、熱分解性コーティングである。スズ酸
化物コーティングは、ハロゲン含有スズ前駆物質化合物、好ましくは、Cl含有前駆物
質化合物を使って形成できる。スズ酸化物コーティング形成に使用する好ましいCl
有前駆物質化合物は、ジメチルスズジクロリド(DMT)および四塩化スズ(SnCl
)である。
In certain embodiments, the tin oxide coating is a pyrolytic coating. Tin oxide coating, halogen-containing tin precursor compounds, preferably, Cl - can be formed with a containing precursor compound. Preferred Cl used for tin oxide coatings formed - containing precursor compound, dimethyl tin dichloride (DMT) and tin tetrachloride (SnCl 4
).

ある実施形態では、スズ酸化物コーティングは、5nm〜100nmの厚さで、ガラス
基板上に直接蒸着された。好ましくは、この実施形態では、スズ酸化物コーティングは、
約25nmの厚さで蒸着された。従って、スズ酸化物コーティングがシリカ層形成の前に
蒸着されている場合の実施形態では、少なくとも2種の別々のコーティング層がガラス基
板上に蒸着される。
In certain embodiments, the tin oxide coating was deposited directly on the glass substrate with a thickness of 5-100 nm. Preferably, in this embodiment, the tin oxide coating is
Vapor deposited with a thickness of about 25 nm. Thus, in embodiments where the tin oxide coating is deposited prior to silica layer formation, at least two separate coating layers are deposited on the glass substrate.

記載のように、特定の実施形態では、コートガラス物品は、ガラス/シリカ、またはガ
ラス/スズ酸化物/シリカの配置から構成できる。しかし、本プロセスは、1つまたは複
数の追加のコーティング層と組み合わせて利用して、所望のコーティング積層を実現して
もよい。追加のコーティング層は、シリカコーティングの形成の直後にフロートガラス製
造プロセスと同時に、および/または、別の製造プロセスの一部として形成してもよい。
また、これらの追加のコーティング層は、熱分解により、または別のコーティング蒸着プ
ロセスにより形成できる。
As described, in certain embodiments, the coated glass article can be composed of a glass / silica or glass / tin oxide / silica arrangement. However, the process may be utilized in combination with one or more additional coating layers to achieve the desired coating stack. The additional coating layer may be formed immediately after the formation of the silica coating, simultaneously with the float glass manufacturing process and / or as part of another manufacturing process.
These additional coating layers can also be formed by pyrolysis or by another coating deposition process.

一例として、薄膜光起電力材料、または他の半導体材料の追加のコーティング層を、シ
リカコーティング層の上に形成し、それにより、所望のコーティング積層を得ることがで
きる。光起電力材料、または半導体材料は、太陽電池の製造の間にコートガラス物品上に
形成できる。本プロセスのシリカコーティングは、高品質であるから、コートガラス物品
は、異なるプロセスにより形成されているが、同じコーティング積層であるシリカコーテ
ィングを有するこれまで既知のコートガラス物品よりも高い可視光透過率を示す可能性が
ある。従って、太陽電池製造において本コートガラス物品の利用により、より高い太陽電
池効率、および/またはより大きな出力を生ずる可能性がある。
As an example, an additional coating layer of thin film photovoltaic material, or other semiconductor material, can be formed on the silica coating layer, thereby obtaining the desired coating stack. A photovoltaic material, or semiconductor material, can be formed on the coated glass article during the manufacture of the solar cell. Because the silica coating of this process is of high quality, the coated glass article is formed by a different process, but has a higher visible light transmission than previously known coated glass articles having a silica coating that is the same coating stack. May indicate. Thus, the use of the present coated glass article in solar cell manufacture can result in higher solar cell efficiency and / or greater output.

さらに、他の材料のコーティング層は、シリカコーティング層上に沈着でき、それによ
り、コーティング積層が得られ、従って、高伝導率、低輻射率および/または反射防止特
性を備えたコートガラス物品が得られる。ある実施形態では、これらの追加の材料は、透
明導電性金属酸化物(TCO)であってもよい。このようなTCO材料の例は、フッ素ド
ープスズ酸化物(SnO:F)およびアルミニウムドープ亜鉛酸化物(ZnO:Al)
である。しかし、特定の実施形態では、透明金属酸化物材料は、所望のコーティング積層
を実現するためには、導電性である必要はない。これらの実施形態では、スズ酸化物、シ
リカの追加層、鉄酸化物(Fe)、およびチタン酸化物(TiO)などの透明金
属酸化物材料が、シリカコーティング上に形成されてもよい。
In addition, coating layers of other materials can be deposited on the silica coating layer, resulting in a coating stack, thus providing a coated glass article with high conductivity, low emissivity and / or anti-reflective properties. It is done. In some embodiments, these additional materials may be transparent conductive metal oxides (TCO). Examples of such TCO materials are fluorine doped tin oxide (SnO 2 : F) and aluminum doped zinc oxide (ZnO: Al).
It is. However, in certain embodiments, the transparent metal oxide material need not be electrically conductive in order to achieve the desired coating stack. In these embodiments, transparent metal oxide materials such as tin oxide, additional layers of silica, iron oxide (Fe 2 O 3 ), and titanium oxide (TiO 2 ) may be formed on the silica coating. Good.

実施例
表1、2、および3では、シリカコーティングの特性およびそれに関するシリカ蒸着プロ
セスの特徴を示す列は、SiOと共に示されている。本発明の範囲内の例は、表1、表
2および表3中に、Ex1〜Ex21として示されている。しかし、Ex1〜Ex21は
、例示目的のみのためのものであり、本発明に対する限定と解釈されるべきではない。本
発明の一部とは見なされない比較例は、C1およびC2として示されている。
In Examples Tables 1, 2, and 3, columns showing the characteristics of the silica coating and the characteristics of the silica deposition process related to it are shown with SiO 2 . Examples within the scope of the present invention are shown in Tables 1, 2 and 3 as Ex1-Ex21. However, Ex1-Ex21 are for illustrative purposes only and should not be construed as limitations on the present invention. Comparative examples not considered part of the present invention are shown as C1 and C2.

次の実験条件は、C1、C2およびEx1〜Ex21に適用可能である。
C1、C2およびEx1〜Ex21のコートガラス物品は、ガラス/SnO/シリカ/
SnO:Fの配置である。表1、2および3に記載のコートガラス物品は、フロートガ
ラス製造プロセスと同時に、動いているガラス基板上に蒸着した。シリカコーティング形
成の前のC1、C2およびEx1〜Ex21に対しては、熱分解性SnOコーティング
をガラス基板上に約25nmの厚さで蒸着した。SnOコーティングをDMTを利用し
て形成した。シリカコーティングの形成後、熱分解性SnO:Fコーティングをシリカ
コーティング上に約340nmの厚さで蒸着した。
The following experimental conditions are applicable to C1, C2 and Ex1-Ex21.
C1, coated glass article of C2 and Ex1~Ex21 a glass / SnO 2 / silica /
It is the arrangement of SnO 2 : F. The coated glass articles listed in Tables 1, 2 and 3 were deposited on a moving glass substrate simultaneously with the float glass manufacturing process. For C1, C2 and Ex1-Ex21 prior to silica coating formation, a thermally decomposable SnO 2 coating was deposited on a glass substrate with a thickness of about 25 nm. A SnO 2 coating was formed using DMT. After formation of the silica coating, a thermally decomposable SnO 2 : F coating was deposited on the silica coating at a thickness of about 340 nm.

全成分のガス状前駆物質混合物の合計ガス流は、C1、C2およびEx1〜Ex15に
対し、毎分、ガラス基板移動方向に垂直の方向のガス分配ビームのメートル当たり166
リットル(166 l/min/m)、およびEx16〜Ex21に対し、224 l/
min/mであった。個別ガス状前駆物質の量は、表1、2および3に挙げている。ライ
ンスピード、すなわち、ガラス基板が、前駆物質ガスが送り込まれるコーティング装置の
下を動く速度は、それぞれ、5.94m/min、および10.5m/minであった。
The total gas flow of the gaseous precursor mixture of all components is 166 per meter of gas distribution beam in a direction perpendicular to the glass substrate movement direction per minute for C1, C2 and Ex1-Ex15.
For liters (166 l / min / m) and Ex16 to Ex21, 224 l /
min / m. The amounts of individual gaseous precursors are listed in Tables 1, 2 and 3. The line speed, ie the speed at which the glass substrate moves under the coating apparatus into which the precursor gas is fed, was 5.94 m / min and 10.5 m / min, respectively.

この適用の目的のための蒸着速度は、2つの方法で表現される:
(1)動的蒸着速度(DDR)は、シリカコーティングの厚さ(nm)に、ラインスピー
ド(m/min)を乗じた値に等しく、nm*m/minとして表される。DDRは、異
なるラインスピードでのコーティング蒸着速度の比較に有用である。
The deposition rate for the purpose of this application is expressed in two ways:
(1) The dynamic deposition rate (DDR) is equal to a value obtained by multiplying the thickness (nm) of the silica coating by the line speed (m / min), and is expressed as nm * m / min. DDR is useful for comparing coating deposition rates at different line speeds.

(2)濃度調節動的蒸着速度(CA−DDR)は、DDRを前駆物質混合物中のシランの
濃度(%SiH)で割った値に等しい。CA−DDRは、(nm*m/min)/%S
iHで表され、異なるラインスピードで異なる前駆物質濃度を有するシリカコーティン
グの場合における、蒸着速度を比較するのに有用である。
(2) Concentration-controlled dynamic deposition rate (CA-DDR) is equal to DDR divided by the concentration of silane in the precursor mixture (% SiH 4 ). CA-DDR is (nm * m / min) /% S
represented by iH 4, in the case of the silica coating having a different precursor concentrations at different line speeds, useful for comparing the deposition rate.

表1、2および3で報告のシリカコーティング厚さは、反射を使って計算した。また、
報告された例に関して、%改善は、既知プロセス(C1、C2)のCA−DDRと、本明
細書記載のプロセスのCA−DDRとの比較である。一方、%Tvisは、比較例のシリ
カ蒸着プロセスC2および本明細書記載のプロセスにより生成されたコートガラス物品の
合計可視光透過率であり、パーセンテージとして表されている。
The silica coating thickness reported in Tables 1, 2 and 3 was calculated using reflection. Also,
For the reported example, the% improvement is a comparison of the CA-DDR of the known process (C1, C2) with the CA-DDR of the process described herein. On the other hand,% Tvis is the total visible light transmittance of the coated glass article produced by the comparative silica deposition process C2 and the process described herein, expressed as a percentage.

Ex1〜Ex21に示すように、本プロセスは、比較例のシリカ蒸着プロセスC1およ
びC2に対し、改善されたプロセスを提供する。例えば、比較例のシリカ蒸着プロセスC
2のシリカ膜厚は、ガス状前駆物質混合物中0.57SiHmol%の濃度で24.8
nmであった。しかし、ex10およびex11では、シリカ膜厚は、それぞれ、25.
7および25.5であった。これは、ex10およびex11でのガス状前駆物質混合物
中のSiHmol%が、それぞれ、0.36および0.34にすぎないにも関わらず得
られた結果である。また、Ex1およびEx3〜Ex7ならびに比較例のシリカ蒸着プロ
セスC1のシリカ蒸着速度に示されるように、ガス状前駆物質混合物中のSiHmol
%が同じ場合は、本プロセスのシリカ蒸着速度は、比較例の蒸着プロセスの速度より大き
い。
As shown in Ex1-Ex21, this process provides an improved process over the comparative silica deposition processes C1 and C2. For example, silica deposition process C of the comparative example
The silica film thickness of 2 is 24.8 at a concentration of 0.57 SiH 4 mol% in the gaseous precursor mixture.
nm. However, in ex10 and ex11, the silica film thickness is 25.
7 and 25.5. This is the result obtained even though SiH 4 mol% in the gaseous precursor mixture at ex10 and ex11 was only 0.36 and 0.34, respectively. Also, SiH 4 mol in the gaseous precursor mixture as shown by the silica deposition rate of Ex1 and Ex3 to Ex7 and the silica deposition process C1 of the comparative example.
If the% is the same, the silica deposition rate of the process is greater than the rate of the comparative deposition process.

さらに、Ex1およびEx3〜Ex7は、シリカ蒸着速度に対する前駆物質混合物中の
水蒸気増加の効果を示す。図に示されるように、前駆物質混合物中の水蒸気%が増加する
に伴い、シリカ蒸着速度も大きくなる。表1のEx1およびEx3〜Ex9からわかるよ
うに、OおよびCに対するSiHの比率が、例えば、1−4−6の比率で、ほ
ぼ同じに保持される場合、ガス状前駆物質混合物中の追加の水蒸気は、通常、シリカコー
ティング厚さの増加およびシリカ蒸着速度の改善に繋がる。例えば、表2のEx12〜E
x15では、シリカコーティング厚さおよびシリカ蒸着速度は、比較例の蒸着プロセスC
2に対して、16%を越える大きな増加を示す。また、Ex1とEx3〜Ex9のシリカ
蒸着速度比較からわかるように、水含量の増加は、通常、シリカコーティング厚さの実質
的な増加、およびシリカ蒸着速度の8.5%以上の改善に繋がる。さらに、ガス状前駆物
質混合物中の水蒸気mol%の増加は、通常、シリカコーティング厚さの増加、およびシ
リカ蒸着速度の改善に繋がる。例えば、表2のEx12〜Ex15では、シリカコーティ
ング厚さおよびシリカ蒸着速度は、比較例の蒸着プロセスC2に対し、16%を越える大
きな増加を示す。
In addition, Ex1 and Ex3-Ex7 show the effect of increasing water vapor in the precursor mixture on the silica deposition rate. As shown in the figure, the silica deposition rate increases as the percentage of water vapor in the precursor mixture increases. Table 1 As can be seen from Ex1 and Ex3~Ex9, when the ratio of SiH 4 relative to O 2 and C 2 H 4, for example, in a ratio of 1-4-6, which is held substantially the same, the gaseous precursors The additional water vapor in the mixture usually leads to an increase in silica coating thickness and an improved silica deposition rate. For example, Ex12 to E in Table 2
At x15, the silica coating thickness and the silica deposition rate are the same as the deposition process C of the comparative example.
2 shows a large increase exceeding 16%. Also, as can be seen from the silica deposition rate comparison between Ex1 and Ex3 to Ex9, an increase in water content usually leads to a substantial increase in silica coating thickness and an improvement of more than 8.5% in silica deposition rate. Furthermore, an increase in water vapor mol% in the gaseous precursor mixture usually leads to an increase in silica coating thickness and an improved silica deposition rate. For example, in Ex12 to Ex15 in Table 2, the silica coating thickness and silica deposition rate show a large increase of over 16% over the comparative deposition process C2.

従って、図からわかるように、本プロセスは、比較例の蒸着プロセスよりも大きいシリ
カ蒸着速度を生ずる効率のより高いプロセスを提供する。
Thus, as can be seen, the process provides a more efficient process that produces a higher silica deposition rate than the comparative deposition process.

表3は、本プロセス中での高濃度の水蒸気およびより高濃度の酸素の使用の利点を示す
。Ex.16では、シリカコーティングは、前駆物質混合物中の水蒸気濃度が58.4で
、前駆物質混合物中の酸素対シラン化合物の比率が約4:1の場合、230nm*m/m
inのDDRで蒸着された。しかし、Ex17〜Ex21に示されるように、前駆物質混
合物中の酸素対シラン化合物の比率が増加するに伴い、DDRが増加する。例えば、Ex
17では、シリカコーティングは、251nm*m/minのDDRで蒸着された。この
例では、前駆物質混合物中の水蒸気の%は、58.4に維持されたが、前駆物質混合物中
の酸素対シラン化合物の比率は、約7:1であった。Ex18では、水蒸気濃度が58.
4%で維持されている間、シリカコーティングは、272nm*m/minのDDRで蒸
着された。しかし、前駆物質混合物中の酸素対シラン化合物の比率は、約10:1に増加
された。Ex19で、シリカコーティングのさらなる増加が観察されたが、この場合は、
前駆物質混合物中の酸素対シラン化合物の比率が約15:1である場合に、シリカコーテ
ィングが277nm*m/minのDDRで蒸着された。Ex20では、前駆物質混合物
中の酸素対シラン化合物比率は、約20:1で、シリカコーティングは、251nm*m
/minのDDRで蒸着された。Ex21は、前駆物質混合物中の酸素対シラン化合物の
比率が20:1以上の場合に、シリカコーティングDDRの改善が実現できることを示し
ている。
Table 3 shows the advantages of using high concentrations of water vapor and higher concentrations of oxygen in the process. Ex. 16, the silica coating is 230 nm * m / m when the water vapor concentration in the precursor mixture is 58.4 and the ratio of oxygen to silane compound in the precursor mixture is about 4: 1.
Deposited in DDR. However, as shown in Ex17-Ex21, DDR increases as the ratio of oxygen to silane compound in the precursor mixture increases. For example, Ex
In 17, the silica coating was deposited with a DDR of 251 nm * m / min. In this example, the percentage of water vapor in the precursor mixture was maintained at 58.4, but the ratio of oxygen to silane compound in the precursor mixture was about 7: 1. In Ex18, the water vapor concentration is 58.
While maintained at 4%, the silica coating was deposited with a DDR of 272 nm * m / min. However, the ratio of oxygen to silane compound in the precursor mixture was increased to about 10: 1. At Ex19, a further increase in silica coating was observed, but in this case,
A silica coating was deposited with a DDR of 277 nm * m / min when the ratio of oxygen to silane compound in the precursor mixture was about 15: 1. At Ex20, the oxygen to silane compound ratio in the precursor mixture is about 20: 1 and the silica coating is 251 nm * m
Vapor deposition was performed at DDR / min. Ex21 shows that an improvement in silica coating DDR can be achieved when the ratio of oxygen to silane compound in the precursor mixture is 20: 1 or higher.

さらに、本プロセスで形成されたコートガラス物品は、比較例の蒸着プロセスにより得
られたコートガラス物品と比べて、より高い可視光透過率である。例えば、表2に示すよ
うに、ex11〜ex15のコートガラス物品の可視光透過率は、比較例の蒸着プロセス
C2による可視光透過率よりも高い。
Furthermore, the coated glass article formed by this process has a higher visible light transmittance than the coated glass article obtained by the vapor deposition process of the comparative example. For example, as shown in Table 2, the visible light transmittance of the coated glass articles ex11 to ex15 is higher than the visible light transmittance by the vapor deposition process C2 of the comparative example.

前出の説明は、本発明の原理の例示のみの目的であると見なされる。さらに、当業者な
ら、多くの修正および変更を容易に気付くと思われるから、本発明を、本明細書に示され
、説明されている、そのままの構成およびプロセスに限定する意図はない。従って、全て
の適切な修正物および等価物は、以下の請求項により規定される本発明の範囲内に入るも
のと見なすことができる。
The foregoing description is considered as illustrative only of the principles of the invention. Further, those skilled in the art will readily recognize many modifications and changes and therefore are not intended to limit the invention to the exact constructions and processes shown and described herein. Accordingly, all suitable modifications and equivalents may be considered as falling within the scope of the invention as defined by the following claims.

読者の関心は、本出願に関連してこの明細書と同時に、または前もって提出され、また
、本明細書と共に公開された全ての論文および文書に向けられており、全てのこのような
論文および文書の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
The reader's interest is directed to all papers and documents filed simultaneously with or in advance with this application and published with this specification, and all such papers and documents. The contents of are incorporated herein by reference.

本明細書で開示された全ての特徴(全ての付随する請求項、要約および図を含む)、お
よび/またはこのように開示された任意の方法またはプロセスの全てのステップは、少な
くとも一部のこのような特徴、および/またはステップが相互に排他的である場合の組み
合わせを除き、任意の組み合わせで組み合わせてもよい。
All features disclosed in this specification (including all accompanying claims, abstracts and figures), and / or all steps of any method or process so disclosed, are at least in part Such combinations and / or steps may be combined in any combination except where the steps are mutually exclusive.

明示的に別段の定めをした場合を除き、本明細書中のそれぞれの開示された特徴(全て
の付随する請求項、要約および図を含む)は、同じ、等価な、または類似の目的の機能を
果たす代わりの特徴で置換されてもよい。従って、明示的に別段の定めをした場合を除き
、それぞれの開示された特徴は、等価な、または類似の一連の包括的特徴の一例に過ぎな
い。
Unless expressly stated otherwise, each disclosed feature (including all accompanying claims, abstracts and figures) in this specification is intended to serve the same, equivalent or similar purpose. May be substituted with an alternative feature that fulfills Thus, unless expressly stated otherwise, each feature disclosed is one example only of a generic series of equivalent or similar features.

本発明は、前出の実施形態の詳細記述に限定されない。本発明は、本明細書で開示の特
徴の任意の新規な特徴、または任意の新規な組み合わせ(全ての付随する請求項、要約お
よび図を含む)、またはこのように開示された全ての方法またはプロセスのステップの任
意の新規なステップ、または任意の新規な組み合わせを包含する。
The present invention is not limited to the detailed description of the previous embodiment. The present invention is directed to any novel feature, or any novel combination of features disclosed herein (including all accompanying claims, summaries and figures), or any method or method thus disclosed. Includes any new step or any new combination of process steps.

Claims (20)

シリカコーティングを蒸着する化学蒸着プロセスであって、
ガラス基板を用意すること、
シラン化合物、酸素、水蒸気、およびラジカル捕捉剤を含むガス状前駆物質混合物
を形成すること、および
前記前駆物質混合物を前記ガラス基板の方向に、前記基板に平行に流し、前記ガラ
ス基板の上で前記混合物を反応させて、シリカコーティングを前記基板の上に形成するこ
と、
を含む化学蒸着プロセス。
A chemical vapor deposition process for depositing a silica coating,
Preparing a glass substrate,
Forming a gaseous precursor mixture comprising a silane compound, oxygen, water vapor, and a radical scavenger; and flowing the precursor mixture in the direction of the glass substrate, parallel to the substrate, and on the glass substrate Reacting the mixture to form a silica coating on the substrate;
Including chemical vapor deposition process.
前記ガス状前駆物質混合物が、10%以上の水蒸気を含む請求項1に記載の化学蒸着プ
ロセス。
The chemical vapor deposition process of claim 1, wherein the gaseous precursor mixture comprises 10% or more water vapor.
前記ガス状前駆物質混合物が、40%以上の水蒸気を含む請求項1に記載の化学蒸着プ
ロセス。
The chemical vapor deposition process of claim 1, wherein the gaseous precursor mixture comprises 40% or more water vapor.
前記シリカコーティングが、約150nm*m/min以上の蒸着速度で形成される請
求項1〜3のいずれか1項に記載の化学蒸着プロセス。
The chemical vapor deposition process according to any one of claims 1 to 3, wherein the silica coating is formed at a deposition rate of about 150 nm * m / min or more.
前記シリカコーティングが形成されるとき、前記基板の表面が、実質的に大気圧下にあ
る請求項1〜4のいずれか1項に記載の化学蒸着プロセス。
The chemical vapor deposition process according to any one of claims 1 to 4, wherein the surface of the substrate is substantially under atmospheric pressure when the silica coating is formed.
前記ガラス基板の表面上にスズ酸化物コーティングを蒸着することをさらに含み、前記
シリカコーティングが、前記スズ酸化物コーティング上に蒸着される請求項1〜5のいず
れか1項に記載の化学蒸着プロセス。
6. The chemical vapor deposition process of any of claims 1-5, further comprising depositing a tin oxide coating on the surface of the glass substrate, wherein the silica coating is deposited on the tin oxide coating. .
前記ガス状前駆物質混合物が、コーティング装置に導入される前に形成される請求項1
〜6のいずれか1項に記載の化学蒸着プロセス。
The gaseous precursor mixture is formed prior to introduction into a coating apparatus.
The chemical vapor deposition process of any one of -6.
前記シリカコーティングが蒸着されるとき、前記ガラス基板が、約1100°F(60
0℃)〜1400°F(750℃)である請求項1〜7のいずれか1項に記載の化学蒸着
プロセス。
When the silica coating is deposited, the glass substrate is about 1100 ° F. (60
The chemical vapor deposition process according to any one of claims 1 to 7, which is 0 ° C to 1400 ° F (750 ° C).
前記シリカコーティングが蒸着されるとき、前記ガラス基板が、動いている請求項1〜
8のいずれか1項に記載の化学蒸着プロセス。
The glass substrate is moving when the silica coating is deposited.
9. The chemical vapor deposition process according to claim 1.
前記ガス状前駆物質混合物が、50%〜98%の水蒸気を含む請求項1〜9のいずれか
1項に記載の化学蒸着プロセス。
The chemical vapor deposition process according to any one of claims 1 to 9, wherein the gaseous precursor mixture comprises 50% to 98% water vapor.
前記ガス状前駆物質混合物が、4:1を越える比率の酸素およびシラン化合物を含む請
求項1〜10のいずれか1項に記載の化学蒸着プロセス。
11. A chemical vapor deposition process according to any one of the preceding claims, wherein the gaseous precursor mixture comprises oxygen and silane compounds in a ratio exceeding 4: 1.
前記ガラス基板が、125in/min(3.175m/min)〜600in/mi
n(15.24m/min)の速度で動いている請求項1〜11のいずれか1項に記載の
化学蒸着プロセス。
The glass substrate has a thickness of 125 in / min (3.175 m / min) to 600 in / mi.
The chemical vapor deposition process according to claim 1, wherein the chemical vapor deposition process is moving at a speed of n (15.24 m / min).
シリカコーティングを蒸着する化学蒸着プロセスであって、
前記シリカコーティングが蒸着される表面を有するガラス基板を動かす機能を用意
するステップ、
前記ガラス基板の表面上にスズ酸化物コーティングを蒸着するステップ、
ガス状シラン化合物、酸素、ラジカル捕捉剤および水蒸気を混合して、ガス状前駆
物質混合物を形成するステップ、
前記ガス状前駆物質混合物を前記ガラス基板の前記スズ酸化物コート表面の方向に
、前記コート表面に平行に流し、前記コート基板表面、またはその近傍で前記混合物を反
応させ、前記コートガラス基板表面上にシリカコーティングを形成するステップ、および
前記コートガラス基板を室温まで冷却するステップ、
を含む化学蒸着プロセス。
A chemical vapor deposition process for depositing a silica coating,
Providing a function of moving a glass substrate having a surface on which the silica coating is deposited;
Depositing a tin oxide coating on the surface of the glass substrate;
Mixing a gaseous silane compound, oxygen, a radical scavenger and water vapor to form a gaseous precursor mixture;
The gaseous precursor mixture is allowed to flow in the direction of the tin oxide coat surface of the glass substrate in parallel with the coat surface, and the mixture is reacted at or near the coat substrate surface, and on the coated glass substrate surface. Forming a silica coating on the substrate, and cooling the coated glass substrate to room temperature;
Including chemical vapor deposition process.
前記スズ酸化物およびシリカコーティングが蒸着されるとき、前記ガラス基板の表面が
、実質的に大気圧下にある請求項13に記載の化学蒸着プロセス。
The chemical vapor deposition process of claim 13, wherein the surface of the glass substrate is substantially under atmospheric pressure when the tin oxide and silica coating are deposited.
前記スズ酸化物コーティングが、5nm〜100nmの厚さで、前記ガラス基板の表面
上に直接蒸着される請求項13または14に記載の化学蒸着プロセス。
The chemical vapor deposition process according to claim 13 or 14, wherein the tin oxide coating is deposited directly on the surface of the glass substrate with a thickness of 5 nm to 100 nm.
前記スズ酸化物コーティングが、ハロゲン含有スズ前駆物質化合物を使って蒸着される
請求項13〜15のいずれか1項に記載の化学蒸着プロセス。
16. The chemical vapor deposition process of any one of claims 13-15, wherein the tin oxide coating is deposited using a halogen-containing tin precursor compound.
前記シリカコーティングが蒸着されるとき、前記ガラス基板が、約1100°F(60
0℃)〜1400°F(750℃)である請求項13〜16のいずれか1項に記載の化学
蒸着プロセス。
When the silica coating is deposited, the glass substrate is about 1100 ° F. (60
The chemical vapor deposition process according to any one of claims 13 to 16, which is from 0 ° C to 1400 ° F (750 ° C).
前記ガラス基板が、125in/min〜600in/minの速度で動いている請求
項13〜17のいずれか1項に記載の化学蒸着プロセス。
The chemical vapor deposition process according to claim 13, wherein the glass substrate is moving at a speed of 125 in / min to 600 in / min.
前記スズ酸化物およびシリカコーティングが、前記ガラス基板上に2つの別々のコーテ
ィング層を形成する請求項13〜18のいずれか1項に記載の化学蒸着プロセス。
The chemical vapor deposition process of any one of claims 13-18, wherein the tin oxide and silica coating forms two separate coating layers on the glass substrate.
前記ガス状前駆物質混合物が、10%を越える水蒸気を含む請求項13〜19のいずれ
か1項に記載の化学蒸着プロセス。
20. A chemical vapor deposition process according to any one of claims 13 to 19, wherein the gaseous precursor mixture comprises more than 10% water vapor.
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